Rayos gamma más rápidos que la velocidad de la luz

Dibujo de un chorro superlumínico. Crédito: DESY, Science Communication Lab.

Los astrofísicos Jon Hakkila (College of Charleston) y Robert Nemiroff (Michigan Technological University) han publicado una investigación señalando que las explosiones que crean los estallidos de rayos gamma pueden superar la velocidad de la luz en las nubes de gas que los rodean, pero lo hacen sin violar la teoría de la relatividad de Einstein, ya que solo se desplazan más rápido que la luz en el medio gaseoso y no que la luz en el vacío.

Rayos gamma que reducen el intervalo de teorías sobre la materia oscura

de UC Irvine

Astrofísicos de UC Irvine anuncian que fotones de rayos gamma observados en el centro de la Galaxia la Vía Láctea están en concordancia con la intrigante posibilidad de aniquilación de materia oscura. Kevork Abazajian, Nicolas Canac, Shunsaku Horiuchi y Manoj Kaplinghat analizaron datos del telescopio espacial de rayos gamma Fermi, encontrando que sólo un pequeño intervalo de modelos de materia oscura pueden producir el exceso de rayos gamma de la Vía Láctea. Estos rayos gamma podrían producirse cuando las partículas de materia oscura se aniquilan unas con otras.

Haces fantasma de rayos gamma emergen del centro de la galaxia

A diferencia de otras galaxias, nuestra Vía Láctea es bastante tranquila. Las galaxias activas tienen núcleos que brillan intensamente, alimentados por agujeros negros supermasivos que tragan materia y, a menudo, escupir chorros gemelos en direcciones opuestas.

En contraste, el centro de la Vía Láctea muestra poca actividad. Pero no siempre fue tan pacífica. Una nueva evidencia de haces fantasma de rayos gamma sugiere que el agujero negro central de nuestra galaxia fue mucho más activo en el pasado. "Estos débiles chorros son solo un fantasma o secuela de lo que existió hace millones de años", dijo Meng Su, un astrónomo del Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica (CfA), y autor principal de un nuevo artículo en el Astrophysical Journal. "Pero refuerzan la evidencia de que hubo un núcleo galáctico activo en el pasado relativamente reciente de la Vía Láctea", agregó.

Los dos haces, o chorros, fueron reveladas por el telescopio espacial Fermi de la NASA. Se extienden desde el centro de la galaxia a una distancia de 27.000 años luz por encima y por debajo del plano galáctico. Son los primeros chorros de rayos gamma de este tipo que han sido encontrados y los únicos lo suficientemente cercanos como para ser captados con Fermi.

Pueden estar relacionados con misteriosos rayos gamma en burbujas que Fermi detectó en 2010. Las burbujas también se extienden a 27.000 años luz del centro de la Vía Láctea. No obstante, cuando las burbujas son perpendiculares al plano galáctico, los chorros de rayos gamma se inclinan en un ángulo de 15 grados. Esto puede reflejar una inclinación del disco de acreción alrededor del agujero negro supermasivo.

"El disco de acreción central puede distorsionarse, se mueve en espiral hacia el agujero negro, bajo la influencia de la rotación del agujero negro", explicó el coautor Douglas Finkbeiner, del CfA. "El campo magnético incluido en el disco, por lo tanto, acelera el material de inyección a lo largo del eje de rotación del agujero negro, que puede no estar alineado con la Vía Láctea".

Las dos estructuras también se forman de manera diferente. Los chorros se produjeron cuando el plasma se extendió desde el centro galáctico, a raíz de un campo magnético en forma de sacacorchos que mantuvo una fuerte orientación. Las burbujas de rayos gamma probablemente fueron creaas por un "viento" de materia caliente que sopla hacia el exterior desde el disco de acreción del agujero negro. Como resultado, son mucho más amplios que los chorros estrechos.http://www.europapress.es leer mas

Un nuevo balcón al Universo Extremo

El telescopio MAGIC sobre un fondo de trazas de estrellas en el cielo.
 / BABAK TAFRESHI (TWAN)

IGNACIO DE LA CALLE, IRENE PUERTO Y MANEL MARTINEZ
Cada noche, nuestra atmósfera se ilumina con cientos de miles de cascadas de luz de un color azul intenso y extremadamente cortas. Si tuviéramos ojos gigantescos y muy rápidos veríamos por encima de la luz de las estrellas el cielo convertido en una autentica fiesta de luces. ¿Qué origina estas cascadas azules en nuestra atmósfera? Se trata de innumerables partículas muy energéticas que bombardean la Tierra cada segundo, provenientes del espacio, que al entrar en contacto con la atmósfera produce una lluvia de partículas y luz El descubrimiento en 1912 con experimentos a bordo de globos de la existencia de estas partículas, a las que se denomino rayos cósmicos, le valió al físico austriaco Víctor Hess el premio Nobel de Física en 1936. Exactamente cien años después de su descubrimiento, sabemos que la entrada de rayos cósmicos en la atmósfera es la responsable de dichas cascadas, y que en su composición encontramos núcleos de casi todos los elementos estables conocidos, desde hidrógeno, predominante, hasta oro. Entre los rayos cósmicos también encontramos los llamados rayos gamma, una denominación genérica que se emplea para describir fotones con energías superiores a la de los rayos X. A día de hoy, no podemos asegurar a ciencia cierta cual es el origen de los rayos cósmicos, cuya tarea recae sobre la astrofísica de partículas. Una cosa si que es cierta: los modelos empleados siempre implican los procesos más violentos que ocurren en el Universo. Estos procesos van desde la caída de enormes cantidades de materia en agujeros negros supermasivos, como sucede en las llamadas galaxias activas, en el entorno de estrellas de neutrones que giran rápidamente o en restos de supernovas. Desde el descubrimiento, en 1989, de la primera fuente de rayos gamma (la Nebulosa del Cangrejo), el progreso del campo en estos últimos años ha sido muy rápido, conociéndose hoy día más de cien fuentes. La detección de los rayos cósmicos aquí en la Tierra plantea, además, un gran reto tecnológico. El método más prometedor, y el más empleado hoy en día, es el conocido como imagen Cherenkov. Con sus 17 metros de diámetro, los telescopios MAGIC, situados en el Observatorio del Roque de los Muchachos en la Isla de la Palma, son un ejemplo del desarrollo y uso de esta técnica. Ellos y sus predecesores llevan más de 25 años operando cada noche aprovechando la calidad excepcional del cielo de las cumbres canarias.

Nacido en 2007, el proyecto CTA (siglas en inglés de Cherenkov Telescope Array, o Red de Telescopios Cherenkov) tiene como objetivo convertir la técnica de Imagen Cherenkov en un campo maduro de la astrofísica construyendo el primer observatorio abierto dedicado al estudio de fuentes astrofísicas a muy altas energías. Para ello, el CTA consistirá en dos grandes observatorios con decenas de telescopios cubriendo extensiones del orden de un kilómetro cuadrado. Uno de los observatorios se construirá en el hemisferio norte y el otro en el hemisferio sur, cubriendo de este modo la totalidad del cielo.

El proyecto CTA cuenta con casi mil científicos e ingenieros de 25 países distribuidos por todo el mundo, incluyendo a España. La Unión Europea ha acogido la iniciativa incluyéndola como uno de las infraestructuras científicas prioritarias para la unión, concediéndole, en 2010, un proyecto a tres años para preparar su diseño definitivo..Nota completa en leer mas

Localizan la región exacta donde se producen los rayos gamma en los agujeros negros

El destello de rayos gamma se produce por la interacción entre los fotones en óptico y los electrones del chorro a través del efecto Compton inverso: un fotón colisiona con un electrón y del choque resultan un electrón con menos energía de la inicial y un fotón más energético (rayo gamma).- Instituto de Astrofísica de Andalucía

Los investigadores, del Instituto de Astrofísica de Andalucía(IAA) consiguieron llegar a esta conclusión sin la aplicación de modelos teóricos, solo con el análisis de resultados empíricos, con lo que la fiabildad de su descubrimiento aumenta hasta el 99,7%, tal como relatan en su artículo publicado en The Astrophysical Journal Letters. El objeto estudiado por los científicos fue el blázar AO 0235+164, un objeto situado a millones de años luz de nuestra posición. "Los blazares son los tipos de galaxias más extremas en cuanto a tipo de emisión de alta energía que conocemos. Una de sus características es que tienen una variabilidad del brillo tremenda", explica Iván Agudo, director del IAA y responsable de la investigacion. Los blázares tienen en su núcleo un agujero negro miles de veces más masivo que nuestro sol y que producen unos chorros de materia relativistas como muchos otros objetos astronómicos, por ejemplo los cuásares. En el caso de los blazares, estos chorros apuntan directamente hacia la Tierra. "Estos jet relativistas están formados por materia muy energética en estado de plasma que se mueve a velocidades cercanas a la de la luz, pero es imposible que alguna de esas partículas llegue a la Tierra", comenta Agudo. Destellos mucho más lejos de lo esperado Hasta ahora se creía que los rayos gamma se producían a una distancia de apenas tres años luz del agujero negro de los blazares, pero los investigadores localizaron la región de origen a 40 años luz del agujero, dentro de los chorros relativistas. Este descubrimiento implica la revisión de los modelos actuales. "Antes se creía que los rayos gamma estaban producidos por la radiación de los agujeros negros, pero ahora sabemos que no puede ser por esta causa", afirma el investigador. Los científicos concluyen que estos rayos gamma se producen cuando hay una nueva inyección de material dentro de los chorros de materia, que acelera las partículas y produce un aumento de la energía emitida, originando los destellos de rayos gamma. En este proceso se producen emisiones a lo largo de todo el espectro electromagnético, desde las ondas milimétricas hasta los propios rayos gamma, pasando incluso por el espectro de luz visible.http://www.elpais.com leer mas

Se hace la luz sobre los estallidos oscuros de rayos gamma

Los estallidos de rayos gamma están entre los eventos más energéticos en el Universo, pero algunos resultan curiosamente tenues en la luz visible. Después de emplear el instrumento GROND en el telescopio MPG/ESO de 2,2 metros en La Silla en Chile, el mayor estudio hasta la fecha de estos así llamados estallidos oscuros de rayos gama ha encontrado que estas gigantescas explosiones no requieren de explicaciones exóticas. Su falta de claridad está ahora completamente explicada por una combinación de causas, siendo la más importante de ellas la presencia de polvo entre la Tierra y la explosión. Los estallidos de rayos gamma (GRBs), eventos fugaces que duran desde menos de un segundo hasta varios minutos, son detectados por observatorios espaciales que pueden recoger su radiación de alta energía. Hace trece años atrás, sin embargo, los astrónomos descubrieron una corriente de radiación menos energética, de más larga duración, que venía de estos estallidos violentos, que pueden durar semanas o aún años después de la explosión inicial. Los astrónomos llaman a esto el resplandor crepuscular del estallido.
Mientras que todos los estallidos de rayos gamma tienen resplandores crepusculares que emiten rayos X, se encontró que sólo alrededor de la mitad de ellos emiten luz visible, y el resto permanece misteriosamente oscuro. Algunos astrónomos sospecharon que estos resplandores crepusculares oscuros podrían ser ejemplos de una clase completamente nueva de estallidos de rayos gamma, mientras otros pensaban que todos podrían estar a distancias muy grandes. Estudios previos habían sugerido que el polvo que oscurece que está entre el estallido y nosotros también podría explicar porqué eran tan tenues.http://observatori.uv.es leer mas

Revelado el poder magnético en un chorro de una explosión de rayos gamma

10/12/2009 de NASA/Nature

 Una cámara especial instalada en un telescopio operado por astrónomos de Liverpool ha medido por primera vez los campos magnéticos en el resultado de una explosión de rayos gamma (GRB). El resultado ha sido publicado en la edición del 10 de diciembre de la revistaNature.

La explosión tuvo lugar el 2 de enero de 2009. El satélite  Swift observó su posición e inmediatamente la notificó a telescopios de todo el mundo vía Internet. Cuando recibió la señal de Swift, el telescopio robótico Liverpool Telescope, instalado en la isla de La Palma, de las Islas Canarias, se orientó de forma inmediata para observar el brote. Su cámara especial emplea un disco giratorio de lente polarizada Polaroid - similar al material utilizado en las gafas de sol.

"Observando cómo cambiaba el brillo del GRB mientras giramos el Polaroid, pudimos medir el campo magnético de la explosión", comentó Ian Steele, director del Liverpool Telescope.

http://observatori.uv.es

Observado el objeto astronómico más lejano en el universo

Una estrella que debió de ser mucho más masiva que el Sol murió hace 13.000 millones de años en una explosión gigantesca, cuyo resplandor ha estado viajando por el universo durante todo este tiempo -a la velocidad de la luz- y fue captado por los telescopios aquí el pasado 23 de abril. Los científicos que han analizado el fenómeno lo dan hoy a conocer y afirman que es el objeto más lejano que se ha observado hasta ahora. El estallido se produjo unos 630 millones de años después del Big Bang, la gran explosión inicial, es decir, cuando el universo tenía el 4% o el 5% de su edad actual (13.700 millones de años). Aunque el record es llamativo (el Imagen del estallido de rayos gamma GRB 090423 mezclando datos tomados con telescopios de diferentes longitudes de onda.- NASA/SWIFT/STEFAN IMMLERanterior estallido de este tipo, denominado de rayos gamma, era 150 millones de años posterior), lo interesante del descubrimiento es que permite empezar a vislumbrar la fase de la evolución cósmica en que se forman las primeras generaciones de estrellas. El estallido es para los astrofísicos como un faro del universo primitivo.
http://www.elpais.com